为何struct foo6在6字节足够时被填充至8字节？

核心原因：位域绑定基础类型的存储单元 #

问题的关键在于C语言位域的底层规则：所有同类型的连续位域，会被打包在一个对应基础类型大小的存储单元里。这里的位域都是int类型，所以它们的存储单元大小是sizeof(int)（4字节=32位），并且这个单元必须对齐到int的地址边界（通常是4字节）。

逐段拆解内存布局 #

• 前两个成员：short s占2字节，char c占1字节，累计用了3字节。
• 位域的存储单元：接下来的flip、nybble、septet都是int位域，编译器会给它们分配一个4字节的int存储单元。由于前面已经用了3字节，为了让这个int单元对齐到4字节边界，实际会先补1字节填充（原作者的解释里把这个填充和位域内部的pad合并，直接从char c后开始放位域，用pad1凑满1字节）。
• 位域内部填充：
  • flip(1位) + nybble(4位)总共5位，补3位pad1凑成1字节（部分编译器的行为，避免位域跨不必要的字节边界）。
  • 剩下的septet(7位)必须补25位pad2，凑满整个4字节的int存储单元——因为位域是依附于int类型的，不能只占用int单元的一部分空间。
• 结构体总大小对齐：结构体的总大小必须是成员中最大对齐要求的整数倍。这里int的对齐要求是4字节，前面的3字节加位域的4字节总共7字节，会被补到8字节（下一个4的倍数），所以sizeof(struct foo6)是8。

纠正你的误解 #

你之前觉得只要对齐到short的2字节边界就够，但实际上：

• 位域的基础类型是int，所以它的存储规则要遵循int的对齐和大小要求，而非short的。
• 结构体的最大对齐要求由所有成员（包括位域的基础类型）决定，int的4字节对齐优先级高于short的2字节，所以总大小必须是4字节的整数倍。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bdmt